Sebutkan dua bukti bahwa di atas permukaan bumi terdapat gaya gravitasi

PostScience membantah mitos ilmiah dan menjelaskan kesalahpahaman umum. Kami meminta para ahli kami untuk berbicara tentang gravitasi - gaya yang menyebabkan semua benda jatuh ke Bumi - dan satu-satunya interaksi mendasar yang secara langsung melibatkan semua partikel yang kami ketahui.

Satelit buatan Bumi akan berputar mengelilinginya selamanya

Ini benar, tetapi sebagian. Itu tergantung pada orbitnya. Dalam orbit rendah, satelit tidak berputar mengelilingi bumi selamanya. Ini karena selain gravitasi, ada faktor lain. Artinya, jika, misalnya, kita hanya memiliki Bumi dan kita meluncurkan satelit ke orbitnya, maka ia akan terbang untuk waktu yang sangat lama. Ia tidak akan terbang selamanya, karena ada berbagai faktor pengganggu yang bisa membawanya keluar dari orbit. Pertama-tama, ini adalah pengereman di atmosfer, yaitu, ini adalah faktor non-gravitasi. Jadi, hubungan mitos ini dengan gravitasi tidak jelas.

Jika satelit mengorbit pada ketinggian hingga seribu kilometer di atas Bumi, maka perlambatan atmosfer akan berpengaruh. Di orbit yang lebih tinggi, faktor gravitasi lain mulai bertindak - daya tarik Bulan, planet lain. Jika satelit dibiarkan tidak terkendali di orbit di sekitar Bumi, maka orbitnya akan berevolusi secara kacau dalam interval waktu yang lama karena fakta bahwa Bumi bukan satu-satunya objek yang menarik. Saya tidak yakin bahwa evolusi kacau ini pasti akan menyebabkan jatuhnya satelit ke Bumi - ia bisa terbang atau pergi ke orbit lain. Dengan kata lain, ia bisa terbang selamanya, tetapi tidak dalam orbit yang sama.

Tidak ada gravitasi di luar angkasa

Itu tidak benar. Terkadang karena para astronot di ISS dalam keadaan tanpa bobot, maka gravitasi bumi tidak bekerja pada mereka. Ini tidak benar. Apalagi di sana hampir sama dengan di Bumi.

Memang, gaya tarik gravitasi antara dua benda berbanding lurus dengan produk massa mereka dan berbanding terbalik dengan jarak di antara mereka. Ketinggian orbit ISS kira-kira 10% lebih besar dari jari-jari Bumi. Karena itu, gaya tarik-menarik di sana hanya sedikit berkurang. Namun, para astronot mengalami keadaan tanpa bobot, karena mereka tampaknya selalu jatuh ke Bumi, tetapi meleset.

Orang bisa membayangkan gambaran seperti itu. Mari kita bangun menara setinggi 400 kilometer (tidak masalah sekarang tidak ada bahan seperti itu untuk membuatnya). Mari kita letakkan kursi di lantai atas dan duduk di atasnya. ISS terbang melewati, artinya, kami sangat, sangat dekat. Kami duduk di kursi dan "menimbang" (walaupun kami lebih ringan dibandingkan dengan berat kami di permukaan bumi, tetapi kami perlu mengenakan pakaian antariksa, jadi ini mengimbangi "penurunan berat badan" kami), dan di ISS astronot melayang-layang di tanpa bobot. Tapi kita berada dalam potensi gravitasi yang sama.

Teori gravitasi modern bersifat geometris. Artinya, benda-benda besar mendistorsi ruang-waktu di sekitar mereka. Semakin dekat kita dengan benda gravitasi, semakin besar distorsinya. Bagaimana Anda bergerak melalui ruang melengkung tidak begitu penting lagi. Itu tetap melengkung, artinya gravitasi belum hilang.

Penjajaran planet bisa 'mengurangi gravitasi' di Bumi

Itu tidak benar. Parade planet adalah saat-saat ketika semua planet berbaris dalam rantai menuju Matahari dan gaya gravitasinya bertambah secara aritmatika. Tentu saja, semua planet tidak akan pernah berkumpul pada satu garis lurus, tetapi jika kita membatasi diri pada persyaratan bahwa kedelapan planet berkumpul di sektor heliosentris dengan sudut bukaan tidak lebih dari 90 °, maka parade "besar" seperti itu kadang-kadang terjadi. - rata-rata sekali setiap 120 tahun.

Bisakah pengaruh gabungan planet mengubah gravitasi di Bumi? Para pecinta fisika tahu bahwa gaya gravitasi bervariasi berbanding lurus dengan massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya (M/R2). Pengaruh gravitasi terbesar di Bumi diberikan oleh (tidak terlalu masif, tetapi terletak dekat) dan (sangat masif). Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa daya tarik kita ke Venus, bahkan pada pendekatan yang paling dekat dengannya, adalah 50 juta kali lebih lemah daripada daya tarik kita ke Bumi; untuk Jupiter, rasio ini adalah 30 juta.Artinya, jika berat Anda sekitar 70 kg, maka Venus dan Jupiter menarik Anda ke arah mereka dengan gaya sekitar 1 miligram. Selama parade planet, mereka menarik ke arah yang berbeda, hampir mengimbangi pengaruh satu sama lain.

Tapi itu tidak semua. Biasanya, dengan gravitasi Bumi, yang kita maksudkan bukan gaya tarik-menarik planet, tapi berat kita.

Dan itu juga tergantung pada bagaimana kita bergerak. Misalnya, astronot di ISS dan Anda dan saya hampir sama tertariknya ke Bumi, tetapi mereka tidak memiliki bobot di sana, karena mereka dalam keadaan jatuh bebas, dan kita bersandar pada Bumi. Dan dalam kaitannya dengan planet lain, kita semua berperilaku seperti kru ISS: bersama dengan Bumi, kita bebas "jatuh" di setiap planet di sekitarnya. Oleh karena itu, kita bahkan tidak merasakan miligram yang disebutkan di atas.

Tapi masih ada efeknya. Faktanya adalah bahwa kita, yang hidup di permukaan Bumi, dan Bumi itu sendiri, jika kita maksudkan pusatnya, berada pada jarak yang berbeda dari planet-planet yang menarik kita. Perbedaan ini tidak melebihi ukuran Bumi, tetapi terkadang itu penting. Karena itu, di lautan, di bawah pengaruh daya tarik Bulan dan Matahari, pasang surut muncul. Tetapi jika kita mengingat manusia dan daya tarik ke planet-planet, maka efek pasang surut ini sangat lemah (puluhan ribu kali lebih lemah daripada daya tarik langsung ke planet-planet) dan jumlahnya kurang dari sepersejuta gram untuk kita masing-masing - praktis nol.

Vladimir Surdin

Kandidat Ilmu Fisika dan Matematika, Peneliti Senior Institut Astronomi Negara dinamai V.I. Universitas Negeri Moskow P. K. Sternberg

Tubuh yang terbang menuju lubang hitam akan terkoyak

Itu tidak benar. Saat mendekat, gaya gravitasi dan gaya pasang surut meningkat. Tetapi tidak perlu bahwa gaya pasang surut menjadi sangat kuat ketika sebuah objek terbang ke cakrawala peristiwa.

Gaya pasang surut bergantung pada massa benda yang menyebabkan pasang, jaraknya, dan ukuran objek di mana pasang surut terbentuk. Adalah penting bahwa jarak dianggap ke pusat tubuh, dan bukan ke permukaan. Jadi gaya pasang surut di cakrawala lubang hitam selalu terbatas.

Ukuran lubang hitam berbanding lurus dengan massanya. Jadi jika kita mengambil sebuah benda dan melemparkannya ke lubang hitam yang berbeda, gaya pasang surut hanya akan bergantung pada massa lubang hitam. Selain itu, semakin besar massanya, semakin lemah pasang surut di cakrawala.

Gaya gravitasi adalah fondasi di mana alam semesta berada. Berkat gravitasi, Matahari tidak meledak, atmosfer tidak lepas ke luar angkasa, manusia dan hewan bergerak bebas di permukaan, dan tanaman berbuah.

Mekanika langit dan teori relativitas

Hukum gravitasi universal dipelajari di kelas 8-9 sekolah menengah. Siswa yang rajin mengetahui tentang apel terkenal yang jatuh di atas kepala Isaac Newton yang agung dan penemuan-penemuan berikutnya. Nyatanya, untuk memberikan definisi yang jelas tentang gravitasi jauh lebih sulit. Ilmuwan modern melanjutkan diskusi tentang bagaimana tubuh berinteraksi di luar angkasa dan apakah antigravitasi itu ada. Sangat sulit untuk mempelajari fenomena ini di laboratorium terestrial, oleh karena itu, ada beberapa teori dasar gravitasi:

gravitasi Newton

Pada 1687, Newton meletakkan dasar untuk mekanika langit, yang mempelajari gerakan benda di ruang kosong. Dia menghitung tarikan gravitasi bulan di bumi. Menurut rumus, gaya ini secara langsung bergantung pada massanya dan jarak antar benda.

F = (G m1 m2)/r2
Konstanta gravitasi G=6.67*10-11

Persamaan ini tidak sepenuhnya relevan ketika medan gravitasi yang kuat atau daya tarik lebih dari dua objek sedang dianalisis.

teori gravitasi einstein

Dalam berbagai percobaan, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa ada beberapa kesalahan dalam rumus Newton. Dasar dari mekanika langit adalah gaya jarak jauh yang bekerja secara instan terlepas dari jaraknya, yang tidak sesuai dengan teori relativitas.

Menurut teori A. Einstein yang dikembangkan pada awal abad ke-20, informasi tidak menyebar lebih cepat dari kecepatan cahaya dalam ruang hampa, sehingga efek gravitasi muncul sebagai akibat dari deformasi ruang-waktu. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar kelengkungan ke mana benda yang lebih ringan menggelinding.

gravitasi kuantum

Sebuah teori yang sangat kontroversial dan tidak sepenuhnya terbentuk yang menjelaskan interaksi benda sebagai pertukaran partikel khusus - graviton.

Pada awal abad ke-21, para ilmuwan berhasil melakukan beberapa eksperimen signifikan, termasuk dengan bantuan penumbuk hadron, dan mengembangkan teori gravitasi kuantum loop dan teori string.

Alam semesta tanpa gravitasi

Novel fantasi sering menggambarkan berbagai distorsi gravitasi, ruang anti-gravitasi, dan pesawat ruang angkasa dengan medan gravitasi buatan. Pembaca terkadang bahkan tidak memikirkan betapa tidak realistisnya plot buku dan apa yang akan terjadi jika gravitasi berkurang / bertambah atau hilang sama sekali.

Manusia beradaptasi dengan gravitasi bumi, jadi dalam kondisi lain ia harus berubah secara dramatis. Tanpa bobot menyebabkan atrofi otot, pengurangan jumlah sel darah merah dan gangguan dalam pekerjaan semua sistem vital tubuh, dan dengan peningkatan medan gravitasi, orang tidak bisa bergerak.
Udara dan air, tumbuhan dan hewan, rumah dan mobil akan terbang ke luar angkasa. Bahkan jika orang berhasil bertahan, mereka akan mati dengan cepat tanpa oksigen dan makanan. Gravitasi rendah di Bulan adalah alasan utama tidak adanya atmosfer di atasnya, dan, karenanya, kehidupan.
Planet kita akan runtuh saat tekanan di pusat Bumi menghilang, semua gunung berapi yang ada meletus dan lempeng tektonik mulai menyimpang.
Bintang-bintang akan meledak karena tekanan yang kuat dan tabrakan partikel yang kacau di inti.
Alam semesta akan berubah menjadi kumpulan atom dan molekul tak berbentuk yang tidak dapat bergabung untuk menciptakan sesuatu yang lebih.

Untungnya bagi umat manusia, penghentian gravitasi dan peristiwa mengerikan yang akan terjadi tidak akan pernah terjadi. Skenario gelap hanya menunjukkan betapa pentingnya gravitasi. Dia jauh lebih lemah dari elektromagnetik, interaksi yang kuat atau lemah, tetapi pada kenyataannya, tanpa itu, dunia kita tidak akan ada lagi.

Don DeYoung

Gravitasi (atau gravitasi) membuat kita tetap kokoh di tanah dan memungkinkan bumi berputar mengelilingi matahari. Berkat kekuatan tak kasat mata ini, hujan turun ke tanah, dan permukaan air di lautan naik dan turun setiap hari. Gravitasi menjaga bumi dalam bentuk bulat dan juga menjaga atmosfer kita agar tidak lepas ke luar angkasa. Tampaknya gaya tarik-menarik ini, yang diamati setiap hari, harus dipelajari dengan baik oleh para ilmuwan. Tapi tidak! Dalam banyak hal, gravitasi tetap menjadi misteri terdalam bagi sains. Kekuatan misterius ini adalah contoh yang bagus tentang betapa terbatasnya pengetahuan ilmiah modern.

Apa itu gravitasi?

Isaac Newton tertarik dengan masalah ini sejak tahun 1686 dan sampai pada kesimpulan bahwa gravitasi adalah gaya tarik menarik yang ada di antara semua benda. Dia menyadari bahwa gaya yang sama yang menyebabkan apel jatuh ke tanah adalah pada orbitnya. Faktanya, gaya gravitasi Bumi menyebabkan Bulan menyimpang dari jalur lurusnya sekitar satu milimeter setiap detik selama rotasinya di sekitar Bumi (Gambar 1). Hukum Gravitasi Universal Newton adalah salah satu penemuan ilmiah terbesar sepanjang masa.

Gravitasi adalah "tali" yang menjaga objek tetap di orbit

Gambar 1. Ilustrasi orbit bulan tidak digambar menurut skala. Dalam setiap detik, bulan bergerak sekitar 1 km. Pada jarak ini, ia menyimpang dari jalur lurus sekitar 1 mm - ini disebabkan oleh tarikan gravitasi Bumi (garis putus-putus). Bulan terus-menerus tampaknya jatuh di belakang (atau di sekitar) bumi, seperti halnya planet-planet di sekitar matahari juga jatuh.

Gravitasi adalah salah satu dari empat kekuatan fundamental alam (Tabel 1). Perhatikan bahwa dari empat gaya, gaya ini adalah yang terlemah, namun relatif dominan terhadap benda-benda angkasa yang besar. Seperti yang ditunjukkan Newton, gaya gravitasi menarik antara dua massa semakin kecil dan semakin kecil seiring jarak antara keduanya semakin besar, tetapi tidak pernah benar-benar mencapai nol (lihat Desain Gravitasi).

Oleh karena itu, setiap partikel di seluruh alam semesta sebenarnya menarik setiap partikel lainnya. Berbeda dengan gaya gaya nuklir lemah dan gaya nuklir kuat, gaya tarik menarik jarak jauh (Tabel 1). Gaya magnet dan gaya interaksi listrik juga merupakan gaya jarak jauh, tetapi gravitasi unik karena jaraknya jauh dan selalu menarik, yang berarti tidak pernah habis (tidak seperti elektromagnetisme, di mana gaya dapat menarik atau mengusir).

Dimulai dengan ilmuwan besar kreasionis Michael Faraday pada tahun 1849, fisikawan terus-menerus mencari hubungan tersembunyi antara gaya gravitasi dan gaya gaya elektromagnetik. Saat ini, para ilmuwan sedang mencoba menggabungkan keempat gaya fundamental menjadi satu persamaan atau yang disebut "Teori Segalanya", tetapi, tidak berhasil! Gravitasi tetap menjadi kekuatan yang paling misterius dan paling tidak dipahami.

Gravitasi tidak dapat dilindungi dengan cara apa pun. Apa pun komposisi penghalang, itu tidak berpengaruh pada daya tarik antara dua objek yang terpisah. Ini berarti bahwa di laboratorium tidak mungkin untuk membuat ruang anti-gravitasi. Gaya gravitasi tidak bergantung pada komposisi kimia benda, tetapi bergantung pada massanya, yang kita kenal sebagai berat (gaya gravitasi pada suatu benda sama dengan berat benda itu - semakin besar massa, semakin besar gaya atau berat.) Balok yang terbuat dari kaca, timah, es, atau bahkan styrofoam, dan memiliki massa yang sama, akan mengalami (dan mengerahkan) gaya gravitasi yang sama. Data ini diperoleh selama percobaan, dan para ilmuwan masih tidak tahu bagaimana mereka dapat dijelaskan secara teoritis.

Desain dalam Gravitasi

Gaya F antara dua massa m 1 dan m 2 yang terletak pada jarak r dapat ditulis dengan rumus F = (G m 1 m 2) / r 2

Dimana G adalah konstanta gravitasi, pertama kali diukur oleh Henry Cavendish pada tahun 1798.1

Persamaan ini menunjukkan bahwa gravitasi berkurang dengan bertambahnya jarak, r, antara dua benda, tetapi tidak pernah sepenuhnya mencapai nol.

Sifat kuadrat terbalik dari persamaan ini sangat menakjubkan. Lagi pula, tidak ada alasan yang diperlukan mengapa gravitasi harus bertindak dengan cara ini. Dalam alam semesta yang tidak teratur, acak, dan berkembang, kekuatan arbitrer seperti r 1,97 atau r 2,3 akan tampak lebih mungkin. Namun, pengukuran yang akurat menunjukkan kekuatan yang tepat untuk setidaknya lima tempat desimal, 2.000000. Seperti yang dikatakan seorang peneliti, hasil ini tampaknya "terlalu akurat".2 Kita dapat menyimpulkan bahwa gaya tarik-menarik menunjukkan desain yang dibuat dengan akurat. Faktanya, jika derajatnya menyimpang sedikit dari 2, orbit planet-planet dan seluruh alam semesta akan menjadi tidak stabil.

Tautan dan catatan

Secara teknis, G = 6,672 x 10 –11 Nm 2 kg –2
Thompsen, D., "Sangat akurat tentang gravitasi", berita sains 118(1):13, 1980.

Jadi apa sebenarnya gravitasi itu? Bagaimana kekuatan ini bisa bekerja di ruang angkasa yang begitu luas dan kosong? Dan mengapa itu bahkan ada? Sains tidak pernah mampu menjawab pertanyaan mendasar tentang hukum alam ini. Kekuatan tarik-menarik tidak bisa datang perlahan melalui mutasi atau seleksi alam. Ia telah aktif sejak awal keberadaan alam semesta. Seperti hukum fisika lainnya, gravitasi tidak diragukan lagi merupakan bukti indah dari penciptaan yang direncanakan.

Beberapa ilmuwan telah mencoba menjelaskan gravitasi dalam istilah partikel tak terlihat, graviton, yang bergerak di antara objek. Yang lain berbicara tentang string kosmik dan gelombang gravitasi. Baru-baru ini, para ilmuwan dengan bantuan laboratorium yang dibuat khusus LIGO (English Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) hanya berhasil melihat efek gelombang gravitasi. Tetapi sifat gelombang ini, bagaimana objek fisik berinteraksi satu sama lain pada jarak yang sangat jauh, mengubah bentuknya, masih menjadi pertanyaan besar bagi semua orang. Kita sama sekali tidak mengetahui asal mula gaya gravitasi dan bagaimana gaya gravitasi menjaga seluruh alam semesta tetap stabil.

Gravitasi dan Kitab Suci

Dua bagian dari Alkitab dapat membantu kita memahami sifat gravitasi dan ilmu fisika secara umum. Bagian pertama, Kolose 1:17, menjelaskan bahwa Kristus “Ada yang pertama, dan semuanya berharga bagi-Nya”. Kata kerja Yunani berdiri (συνισταω matahari terbenam) artinya: melekat pada, disimpan atau dipegang bersama. Penggunaan Yunani untuk kata ini di luar Alkitab berarti bejana berisi air. Kata yang digunakan dalam kitab Kolose adalah dalam bentuk perfect tense, yang biasanya menunjukkan keadaan yang sedang berlangsung saat ini yang muncul dari tindakan masa lalu yang telah selesai. Salah satu mekanisme fisik yang digunakan dalam pertanyaan tersebut jelas merupakan gaya tarik menarik, yang ditetapkan oleh Sang Pencipta dan tidak salah lagi dipertahankan hingga saat ini. Bayangkan saja: jika gaya gravitasi berhenti bekerja sejenak, kekacauan pasti akan terjadi. Semua benda langit, termasuk bumi, bulan, dan bintang, tidak akan lagi disatukan. Semua jam itu akan dibagi menjadi bagian-bagian kecil yang terpisah.

Kitab Suci kedua, Ibrani 1:3, menyatakan bahwa Kristus "memegang segala sesuatu dengan firman kuasa-Nya." Kata menyimpan (φερω pher) sekali lagi menggambarkan pemeliharaan atau konservasi segala sesuatu, termasuk gravitasi. Kata menyimpan digunakan dalam ayat ini berarti lebih dari sekedar memegang beban. Ini mencakup kontrol atas semua gerakan dan perubahan yang sedang berlangsung di alam semesta. Tugas tanpa akhir ini dilakukan melalui Firman Tuhan yang maha kuasa, yang melaluinya alam semesta itu sendiri menjadi ada. Gravitasi, "kekuatan misterius" yang masih kurang dipahami bahkan setelah empat ratus tahun penelitian, adalah salah satu manifestasi dari pemeliharaan ilahi yang menakjubkan ini untuk alam semesta.

Distorsi ruang dan waktu dan lubang hitam

Teori relativitas umum Einstein menganggap gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi sebagai kelengkungan ruang itu sendiri di dekat objek masif. Cahaya, yang secara tradisional mengikuti garis lurus, diperkirakan akan membelok saat melewati ruang melengkung. Ini pertama kali ditunjukkan ketika astronom Sir Arthur Eddington menemukan perubahan posisi semu bintang selama gerhana total pada tahun 1919, percaya bahwa sinar cahaya dibelokkan oleh gravitasi matahari.

Relativitas umum juga memprediksi bahwa jika suatu benda cukup padat, gravitasinya akan membelokkan ruang dengan sangat buruk sehingga cahaya tidak dapat melewatinya sama sekali. Benda seperti itu menyerap cahaya dan segala sesuatu yang ditangkap oleh gravitasi kuatnya, dan disebut Lubang Hitam. Benda seperti itu hanya dapat dideteksi oleh efek gravitasinya pada objek lain, oleh kelengkungan cahaya yang kuat di sekitarnya, dan oleh radiasi kuat yang dipancarkan oleh materi yang jatuh di atasnya.

Semua materi di dalam lubang hitam dikompresi di pusatnya, yang memiliki kerapatan tak terbatas. "Ukuran" lubang ditentukan oleh cakrawala peristiwa, mis. batas yang mengelilingi pusat lubang hitam, dan tidak ada (bahkan cahaya) yang dapat melarikan diri darinya. Jari-jari lubang disebut jari-jari Schwarzschild, diambil dari nama astronom Jerman Karl Schwarzschild (1873–1916), dan dihitung sebagai R S = 2GM/c 2 , di mana c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Jika matahari jatuh ke dalam lubang hitam, radius Schwarzschild-nya hanya 3 km.

Ada bukti kuat bahwa begitu bahan bakar nuklir sebuah bintang masif habis, ia tidak dapat lagi menahan keruntuhan karena bobotnya yang sangat besar dan jatuh ke dalam lubang hitam. Lubang hitam dengan massa miliaran matahari diyakini ada di pusat galaksi, termasuk galaksi kita, Bima Sakti. Banyak ilmuwan percaya bahwa objek super terang dan sangat jauh yang disebut quasar menggunakan energi yang dilepaskan ketika materi jatuh ke dalam lubang hitam.

Menurut prediksi relativitas umum, gravitasi juga mendistorsi waktu. Ini juga telah dikonfirmasi oleh jam atom yang sangat akurat, yang berjalan beberapa mikrodetik lebih lambat di permukaan laut daripada di daerah di atas permukaan laut, di mana gravitasi bumi sedikit lebih lemah. Dekat cakrawala peristiwa, fenomena ini lebih terlihat. Jika kita melihat jam seorang astronot yang mendekati cakrawala peristiwa, kita akan melihat bahwa jam berjalan lebih lambat. Saat berada di cakrawala peristiwa, jam akan berhenti, tetapi kita tidak akan pernah bisa melihatnya. Sebaliknya, astronot tidak akan menyadari bahwa jamnya berjalan lebih lambat, tetapi dia akan melihat bahwa jam kita berjalan lebih cepat dan lebih cepat.

Bahaya utama bagi astronot di dekat lubang hitam adalah gaya pasang surut, yang disebabkan oleh gravitasi yang lebih kuat di bagian tubuh yang lebih dekat ke lubang hitam daripada bagian yang lebih jauh darinya. Dalam hal kekuatannya, gaya pasang surut di dekat lubang hitam yang memiliki massa bintang lebih kuat daripada badai apa pun dan dengan mudah merobek segala sesuatu yang datang ke mereka menjadi potongan-potongan kecil. Namun, sementara tarikan gravitasi berkurang dengan kuadrat jarak (1/r 2), aktivitas pasang surut menurun dengan pangkat tiga jarak (1/r 3). Oleh karena itu, bertentangan dengan kepercayaan populer, gaya gravitasi (termasuk gaya pasang surut) lebih lemah di cakrawala peristiwa lubang hitam besar daripada lubang hitam kecil. Jadi gaya pasang surut di cakrawala peristiwa lubang hitam di ruang yang dapat diamati akan kurang terlihat daripada angin sepoi-sepoi yang paling lembut.

Pelebaran waktu oleh gravitasi di dekat cakrawala peristiwa adalah dasar dari model kosmologis baru fisikawan kreasionis Dr. Russell Humphreys, yang ia bahas dalam bukunya Starlight and Time. Model ini dapat membantu memecahkan masalah bagaimana kita dapat melihat cahaya bintang-bintang jauh di alam semesta muda. Selain itu, sekarang ini merupakan alternatif ilmiah dari alternatif non-alkitabiah, yang didasarkan pada asumsi filosofis yang melampaui ruang lingkup sains.

Catatan

Gravitasi, "kekuatan misterius" yang, bahkan setelah empat ratus tahun penelitian, masih kurang dipahami...

Isaac Newton (1642-1727)

Foto: Wikipedia.org

Isaac Newton (1642-1727)

Isaac Newton mempublikasikan penemuannya tentang gravitasi dan gerak benda langit pada tahun 1687, dalam karyanya yang terkenal " Awal matematika". Beberapa pembaca dengan cepat menyimpulkan bahwa alam semesta Newton tidak meninggalkan ruang bagi Tuhan, karena semuanya sekarang dapat dijelaskan dengan menggunakan persamaan. Tetapi Newton tidak berpikir demikian sama sekali, seperti yang ia katakan dalam edisi kedua dari karyanya yang terkenal ini:

"Tata surya kita yang paling indah, planet dan komet hanya bisa menjadi hasil dari rencana dan dominasi makhluk yang cerdas dan kuat."

Isaac Newton bukan hanya seorang ilmuwan. Selain sains, ia mengabdikan hampir seluruh hidupnya untuk mempelajari Alkitab. Buku-buku Alkitab favoritnya adalah Daniel dan Wahyu, yang menggambarkan rencana Tuhan untuk masa depan. Faktanya, Newton menulis lebih banyak karya teologis daripada karya ilmiah.

Newton menghormati ilmuwan lain seperti Galileo Galilei. Omong-omong, Newton lahir pada tahun yang sama ketika Galileo meninggal, pada tahun 1642. Newton menulis dalam suratnya: "Jika saya melihat lebih jauh dari yang lain, itu karena saya berdiri di atas" bahu raksasa." Sesaat sebelum kematiannya, mungkin merenungkan misteri gravitasi, Newton dengan rendah hati menulis: “Saya tidak tahu bagaimana dunia memandang saya, tetapi bagi diri saya sendiri, saya tampaknya hanya seorang anak laki-laki yang bermain di pantai, yang menghibur dirinya sendiri dengan mencari kerikil yang lebih berwarna daripada yang lain, atau cangkang yang indah, sementara lautan luas kebenaran yang belum terungkap."

Newton dimakamkan di Westminster Abbey. Prasasti Latin di makamnya diakhiri dengan kata-kata: “Biarkan manusia bersukacita karena ornamen ras manusia seperti itu hidup di antara mereka”.

Gravitasi adalah kekuatan paling misterius di alam semesta. Para ilmuwan tidak tahu sampai akhir sifatnya. Dialah yang menjaga planet-planet tata surya di orbit. Ini adalah gaya yang terjadi antara dua benda dan bergantung pada massa dan jarak.

Gravitasi disebut gaya tarik-menarik atau gravitasi. Dengan bantuannya, planet atau benda lain menarik benda ke pusatnya. Gravitasi membuat planet-planet tetap mengorbit mengelilingi matahari.

Apa lagi yang dilakukan gravitasi?

Mengapa Anda mendarat di tanah ketika Anda melompat bukannya melayang ke luar angkasa? Mengapa item jatuh saat Anda menjatuhkannya? Jawabannya adalah gaya gravitasi tak kasat mata yang menarik benda-benda ke arah satu sama lain. Gravitasi bumi adalah apa yang membuat Anda tetap di tanah dan membuat benda-benda jatuh.

Segala sesuatu yang memiliki massa memiliki gravitasi. Kekuatan gravitasi tergantung pada dua faktor: massa benda dan jarak di antara mereka. Jika Anda mengambil batu dan bulu, biarkan mereka pergi dari ketinggian yang sama, kedua benda akan jatuh ke tanah. Sebuah batu yang berat akan jatuh lebih cepat dari bulu. Bulunya akan tetap menggantung di udara, karena lebih ringan. Benda dengan massa lebih besar memiliki gaya tarik yang lebih besar, yang menjadi lebih lemah dengan jarak: semakin dekat benda satu sama lain, semakin kuat gaya tarik gravitasinya.

Gravitasi di Bumi dan di Alam Semesta

Selama penerbangan pesawat, orang-orang di dalamnya tetap di tempatnya dan dapat bergerak seolah-olah di tanah. Hal ini terjadi karena jalur penerbangan. Ada pesawat yang dirancang khusus di mana tidak ada gravitasi pada ketinggian tertentu, tanpa bobot terbentuk. Pesawat melakukan manuver khusus, massa benda berubah, mereka naik sebentar ke udara. Setelah beberapa detik, medan gravitasi dipulihkan.

Mempertimbangkan gaya gravitasi di ruang angkasa, itu lebih besar daripada kebanyakan planet di dunia. Cukup dengan melihat pergerakan astronot saat mendarat di planet. Jika kita berjalan dengan tenang di tanah, maka di sana para astronot seolah-olah melayang di udara, tetapi tidak terbang ke luar angkasa. Artinya planet ini juga memiliki gaya gravitasi, hanya sedikit berbeda dengan planet Bumi.

Gaya tarik Matahari begitu besar sehingga menampung sembilan planet, banyak satelit, asteroid, dan planet.

Gravitasi memainkan peran penting dalam perkembangan alam semesta. Tanpa gravitasi, tidak akan ada bintang, planet, asteroid, lubang hitam, galaksi. Menariknya, lubang hitam sebenarnya tidak terlihat. Para ilmuwan menentukan tanda-tanda lubang hitam dengan tingkat kekuatan medan gravitasi di area tertentu. Jika sangat kuat dengan getaran terkuat, ini menunjukkan adanya lubang hitam.

Mitos 1. Tidak ada gravitasi di luar angkasa

Menonton film dokumenter tentang astronot, tampaknya mereka melayang-layang di atas permukaan planet-planet. Ini karena gravitasi di planet lain lebih rendah daripada di Bumi, sehingga astronot berjalan seolah-olah melayang di udara.

Mitos 2. Semua benda yang mendekati lubang hitam terkoyak.

Lubang hitam memiliki gaya yang kuat dan membentuk medan gravitasi yang kuat. Semakin dekat suatu objek ke lubang hitam, semakin kuat gaya pasang surut dan daya tariknya. Perkembangan lebih lanjut dari peristiwa tergantung pada massa objek, ukuran lubang hitam dan jarak di antara mereka. Sebuah lubang hitam memiliki massa yang berlawanan dengan ukurannya. Menariknya, semakin besar lubangnya, semakin lemah gaya pasang surutnya dan sebaliknya. Lewat sini, tidak semua benda terkoyak saat memasuki medan lubang hitam.

Mitos 3. Satelit buatan dapat mengorbit bumi selamanya

Secara teoritis bisa dikatakan demikian, jika bukan karena pengaruh faktor sekunder. Banyak tergantung pada orbitnya. Dalam orbit rendah, satelit tidak akan dapat terbang selamanya karena pengereman atmosfer; dalam orbit tinggi, ia dapat tetap dalam keadaan tidak berubah untuk waktu yang cukup lama, tetapi gaya gravitasi benda lain mulai berlaku di sini.

Jika saja Bumi ada dari semua planet, satelit akan tertarik padanya dan praktis tidak mengubah lintasan pergerakan. Namun dalam orbit tinggi, objek dikelilingi oleh banyak planet, besar dan kecil, masing-masing dengan gravitasinya sendiri.

Dalam hal ini, satelit secara bertahap akan menjauh dari orbitnya dan bergerak secara acak. Dan, kemungkinan besar setelah beberapa waktu, ia akan jatuh ke permukaan terdekat atau pindah ke orbit lain.

Beberapa fakta

Di beberapa sudut Bumi, gaya gravitasi lebih lemah daripada di seluruh planet. Misalnya, di Kanada, di wilayah Teluk Hudson, gravitasi lebih rendah.
Ketika astronot kembali dari luar angkasa ke planet kita, pada awalnya sulit bagi mereka untuk beradaptasi dengan gaya gravitasi dunia. Terkadang butuh beberapa bulan.
Lubang hitam memiliki gaya gravitasi paling kuat di antara benda-benda luar angkasa. Satu lubang hitam seukuran bola memiliki kekuatan lebih dari planet mana pun.

Meskipun studi yang sedang berlangsung tentang gaya gravitasi, gravitasi tetap belum ditemukan. Ini berarti bahwa pengetahuan ilmiah tetap terbatas dan umat manusia harus banyak belajar.

Terlepas dari kenyataan bahwa gravitasi adalah interaksi terlemah antara benda-benda di alam semesta, kepentingannya dalam fisika dan astronomi sangat besar, karena ia mampu mempengaruhi benda-benda fisik pada jarak berapa pun di ruang angkasa.

Jika Anda menyukai astronomi, Anda mungkin memikirkan pertanyaan tentang apa yang disebut gravitasi atau hukum gravitasi universal. Gravitasi adalah interaksi fundamental universal antara semua objek di alam semesta.

Penemuan hukum gravitasi dikaitkan dengan fisikawan Inggris terkenal Isaac Newton. Mungkin banyak dari Anda yang mengetahui kisah sebuah apel yang jatuh di atas kepala seorang ilmuwan terkenal. Namun demikian, jika Anda melihat jauh ke dalam sejarah, Anda dapat melihat bahwa keberadaan gravitasi telah dipikirkan jauh sebelum zamannya oleh para filsuf dan ilmuwan zaman kuno, misalnya Epicurus. Namun demikian, Newtonlah yang pertama kali menggambarkan interaksi gravitasi antara benda-benda fisik dalam kerangka mekanika klasik. Teorinya dikembangkan oleh ilmuwan terkenal lainnya - Albert Einstein, yang dalam teori relativitas umumnya lebih akurat menggambarkan pengaruh gravitasi di ruang angkasa, serta perannya dalam kontinum ruang-waktu.

Hukum gravitasi universal Newton mengatakan bahwa gaya tarik gravitasi antara dua titik massa yang dipisahkan oleh jarak berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dan berbanding lurus dengan kedua massa. Gaya gravitasi adalah jarak jauh. Artinya, terlepas dari bagaimana sebuah benda dengan massa bergerak, dalam mekanika klasik potensi gravitasinya akan bergantung sepenuhnya pada posisi objek ini pada saat tertentu dalam waktu. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar medan gravitasinya - semakin kuat gaya gravitasi yang dimilikinya. Objek kosmik seperti galaksi, bintang, dan planet memiliki gaya tarik terbesar dan, karenanya, medan gravitasi yang cukup kuat.

medan gravitasi

medan gravitasi bumi

Medan gravitasi adalah jarak di mana interaksi gravitasi antara benda-benda di alam semesta dilakukan. Semakin besar massa suatu benda, semakin kuat medan gravitasinya - semakin terlihat dampaknya pada tubuh fisik lain dalam ruang tertentu. Medan gravitasi suatu benda adalah potensial. Inti dari pernyataan sebelumnya adalah bahwa jika kita memperkenalkan energi potensial tarik-menarik antara dua benda, maka itu tidak akan berubah setelah yang terakhir bergerak sepanjang kontur tertutup. Dari sini muncul hukum kekekalan lain yang terkenal dari jumlah energi potensial dan kinetik dalam rangkaian tertutup.

Di dunia material, medan gravitasi sangat penting. Itu dimiliki oleh semua benda material di alam semesta yang memiliki massa. Medan gravitasi dapat mempengaruhi tidak hanya materi, tetapi juga energi. Karena pengaruh medan gravitasi benda-benda luar angkasa besar seperti lubang hitam, quasar, dan bintang supermasif, tata surya, galaksi, dan kluster astronomi lainnya terbentuk, yang dicirikan oleh struktur logis.

Data ilmiah terbaru menunjukkan bahwa efek terkenal dari perluasan Semesta juga didasarkan pada hukum interaksi gravitasi. Secara khusus, perluasan Semesta difasilitasi oleh medan gravitasi yang kuat, baik objek kecil maupun terbesarnya.

Radiasi gravitasi dalam sistem biner

Radiasi gravitasi atau gelombang gravitasi adalah istilah yang pertama kali diperkenalkan ke dalam fisika dan kosmologi oleh ilmuwan terkenal Albert Einstein. Radiasi gravitasi dalam teori gravitasi dihasilkan oleh pergerakan benda material dengan percepatan variabel. Selama percepatan objek, gelombang gravitasi, seolah-olah, "melepaskan diri" darinya, yang mengarah pada fluktuasi medan gravitasi di ruang sekitarnya. Ini disebut efek gelombang gravitasi.

Meskipun gelombang gravitasi diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein, serta teori gravitasi lainnya, mereka tidak pernah terdeteksi secara langsung. Ini terutama karena ukurannya yang sangat kecil. Namun, ada bukti tidak langsung dalam astronomi yang dapat mengkonfirmasi efek ini. Dengan demikian, efek gelombang gravitasi dapat diamati pada contoh pendekatan bintang biner. Pengamatan mengkonfirmasi bahwa tingkat pendekatan bintang biner sampai batas tertentu tergantung pada hilangnya energi benda-benda angkasa ini, yang mungkin dihabiskan untuk radiasi gravitasi. Para ilmuwan akan dapat dengan andal mengkonfirmasi hipotesis ini dalam waktu dekat dengan bantuan teleskop LIGO dan VIRGO generasi baru.

Dalam fisika modern, ada dua konsep mekanika: klasik dan kuantum. Mekanika kuantum diturunkan relatif baru-baru ini dan secara fundamental berbeda dari mekanika klasik. Dalam mekanika kuantum, objek (kuanta) tidak memiliki posisi dan kecepatan yang pasti, semuanya di sini didasarkan pada probabilitas. Artinya, suatu benda dapat menempati tempat tertentu dalam ruang pada titik waktu tertentu. Mustahil untuk menentukan dengan andal ke mana dia akan bergerak selanjutnya, tetapi hanya dengan tingkat probabilitas yang tinggi.

Efek gravitasi yang menarik adalah ia dapat membengkokkan kontinum ruang-waktu. Teori Einstein mengatakan bahwa di ruang di sekitar sekelompok energi atau zat material apa pun, ruang-waktu melengkung. Dengan demikian, lintasan partikel yang jatuh di bawah pengaruh medan gravitasi zat ini berubah, yang memungkinkan untuk memprediksi lintasan pergerakan mereka dengan tingkat probabilitas yang tinggi.

Teori gravitasi

Saat ini, para ilmuwan mengetahui lebih dari selusin teori gravitasi yang berbeda. Mereka dibagi menjadi teori klasik dan alternatif. Perwakilan paling terkenal dari yang pertama adalah teori gravitasi klasik oleh Isaac Newton, yang ditemukan oleh fisikawan Inggris yang terkenal pada tahun 1666. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa benda besar dalam mekanika menghasilkan medan gravitasi di sekitarnya, yang menarik objek yang lebih kecil ke dirinya sendiri. Pada gilirannya, yang terakhir juga memiliki medan gravitasi, seperti objek material lainnya di Semesta.

Teori gravitasi populer berikutnya ditemukan oleh ilmuwan Jerman terkenal dunia Albert Einstein pada awal abad ke-20. Einstein berhasil menggambarkan gravitasi secara lebih akurat sebagai sebuah fenomena, dan juga menjelaskan aksinya tidak hanya dalam mekanika klasik, tetapi juga di dunia kuantum. Teori relativitas umumnya menggambarkan kemampuan gaya seperti gravitasi untuk mempengaruhi kontinum ruang-waktu, serta lintasan partikel elementer di ruang angkasa.

Di antara teori gravitasi alternatif, mungkin yang paling mendapat perhatian adalah teori relativistik, yang ditemukan oleh rekan senegara kita, fisikawan terkenal A.A. logon Tidak seperti Einstein, Logunov berpendapat bahwa gravitasi bukanlah geometris, tetapi medan gaya fisik yang nyata dan cukup kuat. Di antara teori-teori alternatif gravitasi, skalar, bimetri, quasi-linear dan lain-lain juga dikenal.

Bagi orang yang pernah berada di luar angkasa dan kembali ke Bumi, pada awalnya cukup sulit untuk membiasakan diri dengan gaya pengaruh gravitasi planet kita. Terkadang butuh beberapa minggu.
Telah terbukti bahwa tubuh manusia dalam keadaan tanpa bobot dapat kehilangan hingga 1% massa sumsum tulang per bulan.
Di antara planet-planet, Mars memiliki gaya tarik paling kecil di tata surya, dan Jupiter memiliki gaya tarik paling besar.
Bakteri salmonella yang terkenal, yang merupakan penyebab penyakit usus, berperilaku lebih aktif dalam keadaan tanpa bobot dan dapat menyebabkan lebih banyak kerusakan pada tubuh manusia.
Di antara semua objek astronomi yang diketahui di alam semesta, lubang hitam memiliki gaya gravitasi terbesar. Sebuah lubang hitam seukuran bola golf bisa memiliki gaya gravitasi yang sama dengan seluruh planet kita.
Gaya gravitasi di Bumi tidak sama di semua sudut planet kita. Misalnya, di wilayah Teluk Hudson di Kanada, itu lebih rendah daripada di wilayah lain di dunia.